浅谈我国钻井技术的现状及发展方向

王磊

【摘要】石油工程技术不仅关系到钻井施工的速度与成本，也关系到勘探开发的水平与效益。钻井技术如何适应油田勘探开发新形势，为老油田稳产作贡献？应在关键技术和优势技术上寻求突破，在提高老油田采收率上作好文章，要不断拓宽石油钻井工程技术的支撑领域。近几年由于世界油气价格暴涨，全球的钻井活动猛增钻机供应吃紧和某些地区钻机的日租金猛增。世界各国服务公司除千方百计地增加钻机外，也在不断地开发新技术以满足钻井的需求。本文探讨了当今钻井技术及出现的问题和未来的发展方向。

【关键词】石油钻井 机械

1 引言

目前钻井工程技术的攻关领域已经十分广泛，早已达到仅仅从钻井施工提供技术的支撑，发展为了勘探开发服务。 在以往的发展阶段，我们都是为钻井施工提供实用新型的工艺技术和装备，目的是提高钻井速度、降低钻井成本。钻井公司作为施工方，是油公司的乙方，为油公司提供优质服务，并获得最大的经济效益是钻井公司的追求。对于目前占绝大多数的常规探井、开发井来说，不是能不能打成的问题，而是如何打快、打好，创造更大效益的问题。因此，一些实用、先进的钻井工艺技术和装备就成为提高钻井速度、降低钻井成本的重要手段，而这正是钻井工程技术传统的攻关方向。在这方面，一些先进的钻井工艺技术研究已经取得了突破并正在推广应用，如优快钻井技术的实施，将钻井完井周期缩短了40%以上；新型PDC钻头的推广应用，将过去几只钻头打一口井变成一只钻头打几口井。这些技术，对提高钻井质量、加快钻井速度、降低钻井成本起到了很大的推动作用。然而，这些技术和装备还远远不能满足现场需求，还有许多新的课题需要继续攻关。

2 目前钻井的现状及存在问题

抽油机是油田有杆抽油系统的地面驱动设备，在石油开采中经常运用该设备进行开采工作，抽油机是一种地面动力传动设备，并带有杆抽油系统，在原油生产井中，地下石油的抽取就是通过抽油机的油管来完成。在油田生产所花的费用中，电能消耗占到三分之一为，在这些消耗的电能中，80%是由抽油机产生的，所以，通过改造抽油机的机械系统和电气控制系统可以节约油田生产的成本。在人类石油开采历史上，抽油机已经使用了一百多年。在现在的社会，抽油机发展出来的种类主要有两种，即：游梁式抽油机和无游梁式抽油机。这两类抽油机中，仍在各个产油国里广泛使用是是游梁式抽油机。这是因为游梁式抽油机的诸多优点受到人们的青睐，例如该中抽油机结构简单，制造容易，可靠性高，操作维护方便，适应现场工况，使用寿命长并且一次性投资少，我们可以预计，在未来抽油机的选取上，人们依然会选取游梁式抽油机。游梁式抽油机虽然有上述诸多优点，但是它也有很多的缺点。例如由于常规的游梁式抽油机自身的结构特征，使得它的平衡曲柄净扭矩脉动大，存在负扭矩，载荷率低，工作效率低，能耗也较大。在油田开发的中后期，石油的生产成本会因油井含水量的上升而越来越高，所以在未来，常规的游梁抽油机将不能够达到人们的要求，所以研究新型节能抽油机就是必然趋势，只有这样才能达到人们的需求。最近十几年里，人们已经研究出了很多种新型抽油机，其中研究出的无梁式抽油机解决了很多常规机所不能解决的难题。纵观所研究出来的新型抽油机，可以得出它们的一些特点：抽油机的适应性、可靠性、经济性和先进性得到了提高；抽油机性能得到改善，从而提高了抽油效率；抽油机的平衡效果也大为改观，扩宽了抽油机的使用范围，抽油机的体积和质量不断降低，抽油机也越来越趋于自动化和智能化。因此，对新型抽油机的研究是个迫在眉睫的课题。

目前，有杆泵抽油机是油田的主要采油设备，其不但使用数量大，用电量大， 而且系统效率低，节电潜力巨大，虽然也有很多节能型抽油机用于油田，也确实起到了一定的节能效果，但由于多方面原因，大部分节能机不能很好的适应油田的生产，具体有以下 5 种原因：

（1）部分新型机的易损件不是通用件，坏了之后不便维修。

（2）部分新型机造价太高，油田投资巨大。

（3）目前各种新型抽油机，传动元件的使用寿命尚不理想。实践证明，新型抽油机的可靠性是决定抽油机成败的关键。

（4）油田工人一时很难熟悉一些新型机，日常维护困难。

（5）一些新型机虽然节能但维修费用高，入不敷出。

3 钻井工具的发展及节能

面对这些新要求，石油工程技术需要调整科技创新和科研攻关方向的重点，突破关键技术的开发这一难题。要综合分析世界前沿的新技术，不断提高钻井速度、降低钻井成本，在研究新技术的同时，还有分析钻井速度缓慢的影响因素，研究的重点是钻井工艺、井下测量仪器、井下实用工具、新型钻井液、先进的钻井完井等技术，要深入研究，争取攻克，从而为提高钻井效率作出一定的贡献，最根本的是降低石油生产的成本。

纵观当前的研究状况，抽油机主要向下列几个方向发展：

（1）大型化方向。在油田开发的中后期，石油的生产成本会因油井含水量的上升而越来越高，所以无论是大泵提液采油工艺还是稠油开采稠油，只有大型抽油机才能完成。

4 结语

钻井技术的发展已经过了起步的时期向着高速发展的阶段进步。中国石化有一个广阔的平台那就是新的钻井工程技术的发展战略。旋转钻井技术和钻空气钻井技术、套管技术和膨胀管的制造技术以及随钻技术等一些世界领先的新技术是攻关重点。要实现强化自主创新和自主知识产权的核心技术的发展必须以引进、消化为基础才可以增加提高钻井技术，这就是促进石油工程技术迈入发展新阶段的要求。